Ausbau | Nachnutzung | Monitoring (SAMUH2)

Projekt: Sichere und innovative Erschlie?ungskonzepte f¨¹r Ausbau, Nachnutzung und Monitoring von Untergrundspeichern f¨¹r Wasserstoff (H₂).

Mit diesem Projekt wollen wir einen essentiellen Beitrag zu einer nachhaltigen Energiewende leisten! Vor dem Hintergrund der verst?rkten Nutzung von Wasserstoff im Energiesystem wollen wir zu einer langfristigen, effizienten und sicheren Nutzung von (ehem.) Untertage-Gasspeichern beitragen.

Wir engagieren uns f¨¹r sichere und innovative Erschlie?ungskonzepte f¨¹r den Ausbau und die Nachnutzung der Untergrundspeicher (UGS) und erforschen Modelle, Materialien, die Mikrobiologe sowie das Monitoring f¨¹r Untertage-Wasserstoff-Speicher als Beitrag f¨¹r eine sichere und nachhaltige Energieversorgung.

Wechselwirkungen (HyInteger)

Projekt: Untersuchungen zur Integrit?t von Bohrungen und technischen Materialien unter stark korrosiven Bedingungen in geologischen Wasserstoff-Untergrund-Reservoiren

Im Rahmen des Projektes werden die Wechselwirkungen zwischen den technischen Anlagenbauteilen eines Wasserstoffspeichers und den nat¨¹rlichen unterirdischen Bestandteilen in Abh?ngigkeit von Druck, Salinit?t und Temperatur untersucht.

Dabei sollen chemisch-mineralogischen, mikrobiologischen und petrophysikalisch-geohydraulisch-geomechanischen Eigenschaften der Speicher- und Deckgesteine sowie die Stabilit?t und Dichtigkeit der technischen Anlagen Erkenntnisse zur Weiter- bzw. Neuentwickelung liefern. An unterirdische Prozesse beteiligte Mikroorganismen werden identifiziert und quantifiziert.

Sicherheit | Zyklische Belastung (SUBI)

Projekt: Sicherheit von Untergrundspeichern bei zyklischer Belastung-Funktionalit?t und Integrit?t von Speichern und Bohrungen

Ziel des Verbundprojekts SUBI ist es, die komplexen geomechanischen Vorg?nge, welche die Zuverl?ssigkeit von Untertage-Gasspeichern (UGS) beeinflussen, skalen¨¹bergreifend und interdisziplin?r zu untersuchen.

Dabei sollen die Auswirkungen zyklischer Beanspruchungen auf die technischen Installationen und die Gasspeicher im regionalen Stressfeld untersucht werden, um geeignete Betriebsweisen f¨¹r UGS ableiten zu k?nnen.

SUBI untersucht die Integrit?t von Speicher- und Barriereformationen unter zyklischer Belastung in Bezug auf Spannungs-Verformungsbeziehungen im ?bergang vom elastischen zum elastoplastischen Probenverhalten. Zus?tzlich werden die Auswirkungen der Speichergase und diverser technischer Fluide oder Schmierstoffe auf die mikrobielle Bioz?nose und deren Relevanz f¨¹r Korrosionsprozesse untersucht.

Ausf?llungsinhibitoren (Eva-M)

Projekt: Einsatz von Ausf?llungsinhibitoren im Molassebecken-Begleitendes Monitoring und Experimente in unterschiedlichen Skalen

Im Rahmen des Projekts wird der anaerobe Abbau universeller Scaling-Inhibitoren unter kontrollierten Bedingungen (Laborbedingungen) untersucht. Unter Verwendung chemischer und molekularbiologischer Methoden werden die Abbauprodukte sowie die daran beteiligten Mikroorganismen identifiziert und quantifiziert.

Im Forschungsvorhaben EvA-M sollen erstmalig Inhibitoren zur Vermeidung bzw. Verminderung von Ausf?llungen in Geothermieanlagen des Bayerischen Molassebeckens eingesetzt werden.

Die Inhibitorzugabe in drei Anlagen im Molassebecken soll multidisziplin?r durch enge Zusammenarbeit von Betreibern, Industrie und Forschungseinrichtungen begleitet und evaluiert werden.

Derzeit ist in einigen Geothermieanlagen auf Grund der Ausf?llung von Carbonaten kein geregelter Betrieb zur F?rderung von Thermalwasser mit Temperaturen von > 100 ¡ãC und F?rdervolumina > 100 L/s m?glich. Zur Vermeidung solcher Ausf?llungen soll nun der Inhibitor NC47.1B im Rahmen eines Langzeitversuches in drei Anlagen unterhalb der Tauchkreiselpumpe injiziert und dessen Wirksamkeit und Verhalten evaluiert werden. Hierbei sollen wertvolle Informationen a) zur Wirksamkeit des Inhibitors im Anlagenma?stab, b) zum Abbau des Inhibitors im Untergrund, c) zur Verbreitung des Inhibitors im Untergrund, d) zur Wechselwirkung des Inhibitors mit Reservoirgestein sowie e) zum mikrobiellen Abbau und dem Einfluss auf die Bioz?nose beim Einsatz des Inhibitors gewonnen werden.

Diese Erkenntnisse sind wichtig, um die Folgen eines Langzeiteinsatzes von Inhibitoren sowohl f¨¹r die Anlagen als auch f¨¹r das hydrogeologische Flie?system des Malmaquifers zu bewerten.

Um diese Ziele zu erreichen, sind Versuche in unterschiedlichen Ma?st?ben und an verschiedenen Bypass- und Testsystemen sowie ein umf?ngliches technisches, hydrochemisches und mikrobiologisches Monitoring notwendig.

Dieses Projekt tr?gt wesentlich zur nachhaltigen Nutzung der tiefen Geothermie im Bayerischen Molassebecken bei. Die tiefe Geothermie stellt eine wichtige Komponente im Energiemix im Rahmen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes dar und muss im Zuge der Umsetzung von COP 21 zwingend ausgebaut werden, um die notwendige ?W?rmewende¡° zu realisieren. Dieses Ziel kann jedoch nur verfolgt werden, wenn die derzeit auftretenden Ausf?llungsprobleme gel?st werden.

Vermeidung Karbonatausf?llungen (Eva-M2)

Projekt: Anwendung von umweltfreundlichen Inhibitoren und CO2 zur Vermeidung von Karbonatausf?llungen in der Tiefengeothermie des Bayerischen Molassebeckens

Die Bildung von Karbonatausf?llungen im Thermalwasserkreislauf von Anlagen der Tiefengeothermie im Bayerischen Molassebecken kann durch die Zugabe von Inhibitoren oder CO2 vermieden werden.

Im Zuge dieses Projektes sollen nun zwei Verfahren im Anlagenma?stab erprobt und miteinander verglichen werden.

In der Geothermieanlage D¨¹rrnhaar sollen der Inhibitor NC47.1B sowie CO2 injiziert werden, um deren Wirksamkeit zur Vermeidung von Karbonatausf?llungen unter quasi identischen Bedingungen zu vergleichen. Parallel dazu wird auch in Sauerlach CO2 ober- und untert?gig injiziert und anschlie?end auch der Inhibitor getestet.

Im Rahmen des Teilvorhabens soll der Einfluss der Injektion von CO2 und organischen Scaling-Inhibitoren auf die Mikrobiologie und damit verbundene Korrosionsprozesse sowie die Vermeidung von Karbonatausf?llungen erforscht werden. Hierzu wird deren Injektion ober- und untert?gig in zwei Geothermieanlagen im Molassebecken wissenschaftlich begleitet (AP 2 ¨C 5). Au?erdem sollen unter Einsatz verschiedener Bypass-Systeme (AP 6) und mittels erg?nzender Laborexperimente (AP 7) vergleichende Untersuchungen zur Effektivit?t und Betriebssicherheit der beiden Strategien zur Vermeidung von Ausf?llungen durchgef¨¹hrt werden. Weiterhin ist zu pr¨¹fen, ob es in den verschiedenen Anlagen zu einem signifikanten Wachstum von Biofilmen kommt und wie sich dies auf den Abbau des Inhibitors und die Korrosionsrate auswirkt (AP 8). Hier wird v. a. die Temperatur- und Druckabh?ngigkeit des mikrobiellen Abbaus genauer untersucht. Zudem werden standardisierte Untersuchungen zur Effektivit?t alternativer Inhibitoren und zu deren Abbaubarkeit durchgef¨¹hrt (AP 9).

Auf Basis dieses umfangreichen Forschungsprogramms sollen Handlungsempfehlungen f¨¹r einen sicheren und effizienten Anlagenbetrieb von Geothermieanlagen im Bayerischen Molassebecken abgeleitet werden.

Einfluss Biofilmbildung auf Korrosion und Scaling (BioKS)

Projekt: Einfluss der Biofilmbildung auf Korrosion und Scaling in geothermischen Anlagen - in-situ Monitoring und Test von Gegenma?nahmen in Bypass-Systemen

Im Rahmen des Projektes werden der Einfluss der Temperatur auf die Biofilmbildung und die damit verbundene mikrobiell induzierte Korrosion sowie das daraus resultierende Scaling untersucht.

Mit Hilfe eines mobilen Bypass-Systems werden in-situ Untersuchungen von Werkstoffen mit unterschiedlichen Oberfl?cheneigenschaften unter vielf?ltigen Bedingungen durchgef¨¹hrt und ausgewertet. Mikroorganismen, die an korrosiven Prozessen beteiligt sind, werden identifiziert und quantifiziert.